黄河呼和浩特段典型多泥沙水体中泥沙含量对总磷浓度的影响

任慧芳 孙冰 付晓涛

摘要：总磷是评价黄河水质污染状况的重要指标之一，黄河呼和浩特段多泥沙水体中的泥沙与浊度具有相关性，会对总磷浓度产生较大影响。本文通过不同时间的自然沉降和离心的前处理方法对黄河多泥沙水体中浊度对总磷浓度的影响进行分析，发现黄河呼和浩特段典型多泥沙水体中总磷浓度与泥沙含量呈正相关性。

关键词：总磷;泥沙含量;浊度;黄河多泥沙水体

中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）12-0-02

Abstract：Total phosphorus is one of the important indicators of the pollution condition of water quality of the Yellow River. Sediment in the Hohhot section of the Yellow River were associated with turbidity， will have great influence on the total phosphorus concentration. In this paper， the influence of turbidity on total phosphorus concentration in multi-sediment water in the Yellow River was analyzed by natural settlement and centrifugation at different times. It was found that the total phosphorus concentration in typical multi-sediment water in Hohhot section of the Yellow River was positively correlated with sediment content.

Key words：Total phosphorus; Sediment content; Turbidity; Multi-sediment water of the Yellow River

总磷是反映水体受污染程度和富营养化程度的重要指标，因此，总磷是评价黄河水质污染状况的重要指标之一。水中总磷包括溶解态、颗粒吸附态的有机磷和无机磷[1]，黄河多泥沙水体中泥沙含量大，会对有机磷和无机磷产生吸附，使得泥沙中总磷含量的高低直接影响总磷的测定结果。水样经自然沉降和离心时，不同的处理时间，样品中泥沙含量不同，最终导致总磷测定结果的不同。本文通过不同的自然沉降和离心处理时间，对黄河呼和浩特段典型多泥沙水体中泥沙含量对总磷浓度的影响进行研究。

1 实验方法

1.1 实验原理

1.1.1 总磷分析方法

在中性条件下用过硫酸钾使试样消解，将所含磷全部氧化为正磷酸盐，在酸性介质中，正磷酸盐与钼酸铵，在锑盐存在下生成磷钼杂多酸后，被抗坏血酸还原，生成蓝色的络合物[2]。

1.1.2 对照实验方法

由于黄河水中泥沙含量与浊度直接相关，通过对不同浊度值的水样进行总磷的测定，来间接反映水中泥沙对总磷含量的影响。

1.2 分析仪器

岛津UV-1800紫外可见分光光度计;LDZX-30KBS立式压力蒸汽灭菌锅;CL5台式离心机;HACH 2100N浊度计。

1.3 实验试剂

过硫酸钾（分析纯）：5%;抗坏血酸（分析纯）：100g/L;钼酸盐溶液（分析纯）;浊度-色度补偿液。

1.4 样品处理方法

分别于9月下旬、10月上旬和中旬的黄河呼和浩特段平水期采集水样进行分析。所有样品不进行现场沉降，直接分装至样品瓶。实验采用2种方法对水样进行处理，一种为自然沉降，一种为离心处理。水样自然沉降、离心处理前将所有水样充分混匀。自然沉降时间分别为0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h。离心处理使用2000r/min离心速率，分别对水样离心1min、2min、3min、4min、5min、6min、7min、8min。自然沉降和离心处理后，吸取上层非沉降部分，充分摇匀后测定浊度和总磷浓度。

1.5 样品的测定方法

1.5.1 总磷测定方法

分别取25mL摇匀后的水样于50mL比色管中，加入4mL 5%过硫酸钾溶液，将比色管的盖塞紧后，放于立式压力蒸汽灭菌器中加热，待温度达到120℃时，保持30min后停止加热。待压力表读数降至零后，取出放冷，加水至标线。分别向各比色管消解液中加入1mL抗坏血酸溶液混匀，30s后加2mL钼酸盐溶液充分混匀。室温下放置15min后，用30mm比色皿，在700nm波長下，以水做参比，测定吸光度[3]。由于样品中含有泥沙，本次实验测定时对水样进行了浊度-色度补偿。

样品试剂空白和标准溶液系列也按上述方法进行同样的消解操作。

1.5.2 浊度测定方法

浊度采用便携式浊度计测定[3]。

2 结果分析

2.1 不同自然沉降和离心时间的浊度和总磷的测定值

2.1.1 自然沉降

3次不同自然沉降时间的浊度和总磷测定值见图1。

2.1.2 离心处理

3次不同离心时间的浊度和总磷测定值见图2。

2.2 结果分析

从图1可以发现，随着样品自然沉降时间的增长，样品的浊度逐渐降低，总磷的测定结果随之逐渐降低。当自然沉降达到2.5h以上时，黄河水中总磷含量小于0.20mg/L。当自然沉降达到5h及以上时，黄河水中总磷含量小于0.10mg/L，并逐渐趋于稳定。自然沉降9h以上，总磷测定值已保持几乎不变的状态。

从图2可以发现，随着样品离心时间的增长，样品的浊度逐渐降低，总磷的测定结果随之逐渐降低。当离心达到2mim时，黄河水中总磷含量小于0.20mg/L，当离心达到3min及以上时，黄河水中总磷含量小于0.10mg/L，并逐渐趋于稳定。对比3次自然沉降和3次离心处理的总磷测定值，可以看出，离心1min的总磷测定值相当于自然沉降1.5～2h的测定值，离心2min的总磷测定值相当于2～3h的测定值，离心8min的总磷测定值相当于自然沉降9～12h的测定值。

从图1和图2可以判断，随着样品自然沉降时间和离心时间的增长，泥沙沉降量增大，上层非沉降部分的泥沙量逐渐降低，样品的浊度测定值也逐渐降低，因此以下分析以浊度值表示样品中泥沙的含量。而且，随着时间变化，3次自然沉降和离心的浊度和总磷沉降趋势是相同的，因此本文以浊度和总磷的均值来分析泥沙含量对总磷测定结果的影响。

根据上述浊度和总磷的均值，将两者进行相关性分析，可以得出，浊度和总磷呈强相关性（99%置信区间）。同时，经回归分析计算，本次实验中浊度和总磷具有线性关系，线性方程及相关系数见表3。綜上所述，说明水中浊度与总磷浓度具有正相关性，也由此间接说明样品中的泥沙含量与总磷浓度呈正相关。

3 结论和建议

通过实验可以发现，黄河呼和浩特段典型多泥沙水体中泥沙含量与浊度呈正相关，而不同处理方法表明，水样中浊度与总磷浓度呈正相关性，且本次实验中浊度与总磷呈线性关系。据此可以说明，黄河呼和浩特段典型多泥沙水体中总磷浓度与泥沙含量呈正相关。而黄河多泥沙水体中作为水质主要评价指标的总磷受泥沙含量的影响较大，对于样品处理和实验分析提出了更高的要求，在环境质量的水质监测中，统一样品处理和规范实验分析是准确反映水中总磷污染情况的基本保障。

参考文献

[1]常裔.丰水期地表河流水中泥沙沉降时间对总磷样品测定结果的影响分析[J].环境科学导刊，2010，29（5）：95-96.

[2]中华人民共和国国家环境保护标准.水质总磷的测定钼酸铵分光光度法[S].国家环境保护局，1989.

[3]国家环保总局.水和废水监测分析方法（第四版增补版）[M].北京：中国环境科学出版社，2002.

收稿日期：2019-11-15

作者简介：任慧芳（1983-），女，汉族，硕士研究生，工程师，研究方向为环境监测。